Chemická energie - Chemical energy

z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Chemická energie je energie chemických látek, která se uvolňuje při chemické reakci a přeměně na jiné látky. Některé příklady skladovacích médií chemické energie zahrnují baterie, potraviny, benzín a plynný kyslík. Rozbití a opětovné vytvoření chemických vazeb zahrnuje energii , která může být buď absorbována nebo vyvinuta z chemického systému.

Energie, kterou lze uvolnit nebo absorbovat v důsledku reakce mezi chemickými látkami, se rovná rozdílu mezi energetickým obsahem produktů a reakčních složek, je -li počáteční a konečná teplota stejná. Tato změna energie může být z energie vazby jednotlivých reakčních složek a produktů. To může také vypočítat z , na vnitřní energie tvorby reakčních molekul , a , vnitřní energie tvorby molekul produktu. Vnitřní energetická změna chemického procesu se rovná výměně tepla, pokud je měřena za podmínek konstantního objemu a stejné počáteční a konečné teploty, jako v uzavřené nádobě, jako je bombový kalorimetr . Za podmínek konstantního tlaku, jako v reakcích v nádobách otevřených do atmosféry, však měřená změna tepla není vždy stejná jako změna vnitřní energie, protože práce s tlakovým objemem také uvolňuje nebo absorbuje energii. (Změna tepla při konstantním tlaku se nazývá změna entalpie ; v tomto případě entalpie reakce , pokud jsou počáteční a konečné teploty stejné).

Příbuzným termínem je spalné teplo , což je energie převážně slabých dvojných vazeb molekulárního kyslíku uvolňovaných v důsledku spalovací reakce a často se používá při studiu paliv . Jídlo je podobné uhlovodíkovým a uhlovodíkovým palivům, a když je oxidováno na oxid uhličitý a vodu, uvolněná energie je analogická se spalovacím teplem (i když je hodnocena odlišně než u uhlovodíkového paliva - viz energetika v potravinách ).

Chemická potenciální energie je forma potenciální energie související se strukturálním uspořádáním atomů nebo molekul. Toto uspořádání může být výsledkem chemických vazeb v molekule nebo interakcí mezi nimi. Chemickou energii chemické látky lze přeměnit na jiné formy energie chemickou reakcí . Například při spalování paliva se chemická energie molekulárního kyslíku přemění na teplo. Zelené rostliny přeměňují sluneční energii na chemickou energii (většinou z kyslíku) procesem fotosyntézy a elektrickou energii lze převádět na chemickou energii a naopak prostřednictvím elektrochemických reakcí.

Podobný termín chemický potenciál se používá k označení potenciálu látky podstoupit změnu konfigurace, ať už ve formě chemické reakce, prostorového transportu, výměny částic se zásobníkem atd. Není to forma potenciální energie sama, ale je více úzce spjata s volnou energií . Zmatek v terminologii vyplývá ze skutečnosti, že v jiných oblastech fyziky, kterým entropie nedominuje, je veškerá potenciální energie k dispozici pro užitečnou práci a pohání systém k tomu, aby spontánně procházel změnami konfigurace, a neexistuje tedy rozdíl mezi „volným“ a „nesvobodná“ potenciální energie (odtud jedno slovo „potenciální“). V systémech velké entropie, jako jsou chemické systémy , je však celkové množství energie přítomné (a konzervované podle prvního termodynamického zákona ), jehož je tato energie chemického potenciálu součástí, odděleno od množství této energie - termodynamické volné energie (ze které je odvozen chemický potenciál ) - která (jak se zdá) žene systém kupředu spontánně, jak roste globální entropie (v souladu s druhým zákonem ).

Reference